Информация о литых колесных дисках

Литые колесные диски

В зависимости от технологии легкосплавные диски делят на литые, кованые, по материалу, из которого они изготовлены – на алюминиевые, магниевые. Изготовители пытались делать диски из титанового сплава, изделия имели хорошую прочность, пластичность, коррозионную устойчивость. Сложность в изготовлении, высокая цена сделали титановые диски не востребованными.

Большинство легкосплавных дисков ( около 95%) изготовляют с помощью литья.

Достоинства литых дисков

Преимущество этого метода – высокий коэффициент использования материала, это снижает себестоимость изготовления, является ведущим фактором в формировании цены.

Основное преимущество литых сплавов – легкость, в данном случае литые диски снижают массу неподрессоренных частей авто. При движении по неровной дороге на кузов воздействуют незначительные ударные нагрузки, следовательно, улучшается важное эксплуатационное качество – плавность хода.

Кроме того, улучшается работа подвески: упругие, демпфирующие элементы получают меньшие нагрузки, увеличивая срок их службы. Колеса с небольшим весом быстро восстанавливают контакт с дорогой, когда встречаются с препятствием, повышается устойчивость, управляемость авто при быстрой езде.

Небольшая масса колеса улучшает динамику автомобиля: для разгона, торможения менее инерционного колеса понадобится меньшее усилие, в итоге увеличивается срок службы двигателя, трансмиссии, тормозной системы, уменьшает расход топлива.

Малый вес – важное преимущество литых дисков из алюминия, однако, не единственное.

Существенное свойство – привлекательная внешность, широкий ассортимент исполнения. Некоторые компании представляют сегодня на рынке 100 дизайнов литых дисков для любого типа автомобилей.

Отрицательные стороны литых дисков

Серьезный недостаток – получение отливки: металл имеет свободную ненаправленную кристаллическую структуру, снижая прочность диска. Поэтому, для повышения прочности диска толщину его стенок увеличивают.

Из-за высоких требований к качеству применяются в производстве колесных дисков не все способы литья. Подходящие способы – литье под низким давлением и с противодавлением. Указанные методы дают повышенную прочность при изготовлении объемных тонкостенных деталей.

Технология изготовления литых дисков

В специальные формы заливают расплавленный сплав, он остывает, потом заготовки проходят термическую обработку: отливку нагревают выше tо фазового превращения (500-550 0С), выдерживают при этой tо с последующим быстрым охлаждением в водной среде.

Закалка дает сплаву структурно неустойчивое состояние. Чтобы приблизить сплав к структурному равновесию, отливки подвергают искусственному процессу старения: их нагревают ниже tо фазового превращения (150-220 0С), выдерживают при этой tо некоторое время (от 3 до 9 часов), а затем охлаждают.

На следующем этапе отливки проходят механическую обработку, а затем наносится защитное покрытие. Прочность литейных сплавов, их пластичность после этой обработки ниже, чем у обычной конструкционной стали. Если прочность ниже на 30-40 %, пластичность ниже в 4-5 раз.

Алюминий в производстве колесных дисков

В качестве конструкционных материалов в изготовлении литых дисков используются дешевые сплавы с алюминием: легированные сплавы алюминия с кремнием. Алюминий – легкий конструкционный металл с плотностью 2,7 г/см3, в сочетании с высокой удельной прочностью способствует снижению веса. В сравнении со стальными дисками алюминиевые диски легче 20%. Диски из алюминиевых сплавов лучше охлаждают тормозные механизмы за счет лучшего обдува. Алюминий способен образовывать прочную оксидную пленку Al2O3, которая хорошо защищает конструкционный сплав от коррозии.

Высокая точность изготовления литых дисков дает возможность лучше производить балансировку колеса, повышает виброакустические качества автомобиля, способствует снижению износа подшипников ступиц, шарниров деталей подвески, рулевого привода и шин. Главный недостаток – низкая пластичность, при сильных ударных нагрузках диск трескается и может в итоге разрушиться. Отремонтировать его так, чтобы сохранить все исходные характеристики, не в заводских условиях практически невозможно.

Магний в изготовлении колесных дисков

Литые диски делают из магниевых сплавов, это легированные сплавы магния с алюминием. Магний – легкий конструкционный металл с плотностью составляет 1,7 г/см3. Сплавы на основе магния обладают высокой удельной прочностью, по сравнению с алюминиевым, что способствует дополнительному снижению веса диска. Для литых дисков, изготовленных из сплавов магния, характерны преимущества алюминиевых дисков только в большей степени.

Магниевый диск имеет низкую пластичность и низкую коррозионную стойкость, что заставляет изготовителей защищать поверхность диска прочным многослойным покрытием. Из-за этого литые магниевые диски менее популярны, их производят сегодня в ограниченных количествах.

Выбираем литые диски

Литые диски выбрать непросто. В настоящее время существует более 90 зарубежных компаний, занимающихся изготовлением легкосплавных дисков. На территории РФ представлены все лишь несколько изготовителей. Российские дистрибьюторы зарубежных фирм не все понимают, что Россия – единственная страна, где встречаются автомобили разных марок и разных лет выпуска: от 70-х до самых современных моделей. Все автомобили не могут ездить без дисков, поэтому дистрибьюторы должны предоставлять диски на все авто. Пока существуют проблемы с финансированием этого проекта.

Из чего делают диски?

Колесный диск – важная деталь автомобиля, которая не только влияет на его ездовые характеристики, но и выполняет эстетическую функцию. Хорошие диски придают презентабельный вид даже недорогому авто и, наоборот, некачественные колеса скрадывают статусность премиальных марок. Современные технологии позволяют создавать диски из различных материалов и самых разнообразных форм. В статье описаны виды автомобильных дисков по материалу изготовления и особенности производства каждого типа.

Стальные диски

Стальные штампованные колеса пользуются спросом благодаря надежности, универсальности и ценовой доступности. Они идут в базовой комплектации бюджетных легковых авто и всего коммерческого транспорта, отличаются легким восстановлением в случае деформации, однако хуже других типов поддаются балансировке и из-за тяжести конструкции создают большую нагрузку на ходовую часть, увеличивая сопротивление качению.

Такие диски изготавливаются из прочной, но эластичной стали путем штамповки. Стальное изделие традиционно состоит из обода (или цилиндра) и «тарелки». Будущий обод представляет плоский и длинный лист стали, который с помощью специальных валов сворачивается в круг. Место стыка сваривается и тщательно обрабатывается до гладкого состояния. Затем цилиндр кладут под пресс, где он приобретает нужную форму. Полученная конструкция шлифуется и на этом этапе готова к соединению с «тарелкой».

«Тарелка» создается под специальным прессом, где выдавливаются необходимые отверстия и ребра жесткости. Многочисленные круглые отверстия по всему периметру предотвращают нагрев колес во время движения, а небольшие центральные углубления – место крепления диска к ступице с помощью болтов и шпилек.

Затем обе детали свариваются: цилиндр нагревают горелкой, и «тарелка» опускается внутрь его и устанавливается в крепежные отсеки. На заключительном этапе просверливается отверстие для ниппеля и диск покрывается антикоррозийной краской.

Марки листовой стали для штампованных дисков

При изготовлении штампованных колес чаще всего используют низкоуглеродистую сталь. Наиболее распространенная форма такой стали – плоские листы и полосы. Материал с содержанием углерода от 0,10 до 0,25% отличается повышенной твердостью, но меньшей эластичностью в сравнении со сталями с самым низким процентом углерода (от 0,05%).

На втором месте по популярности находятся низколегированные стали (например, 10ЮА, 15ЮА, 08ГСЮТ(Ф), 07ГФЮ). Эти материалы обладают высокой прочностью за счет добавления таких элементов, как молибден, никель и хром. В легированных сталях магний и кремний содержится в большем объеме, чем в низкоуглеродистых, что также положительно влияет на технические характеристики конечной продукции.

Легкосплавные диски

Если производство штампованных дисков не вызывает вопросов из-за своей простоты, то технологии создания легкосплавных колес куда более разнообразны и сложны, поэтому и стоимость таких дисков выше стоимости стальных изделий.

По способу изготовления легкосплавные диски делятся на литые, кованые и составные. Поскольку они изготавливаются из различных сплавов, то существует классификация по преобладающему материалу (алюминиевые, магниевые или титановые).

Литые диски

Диски, изготовленные из легких сплавов по технологии литья, выгодно отличаются от штампованных меньшим весом, высокой прочностью и устойчивостью к коррозии. Однако из-за зернистой структуры в случае сильного удара литое изделие покрывается микротрещинами, что требует сложного и затратного ремонта, в то время как стальной диск при ударе не трескается, а гнется, поэтому легко восстанавливается на специальном оборудовании.

Алюминиевые диски – самый распространенный тип. Большинство производителей делают литые диски из алюминия с добавлением других металлов. Так, для бюджетных моделей в качестве добавки чаще используют кремний (к примеру, g-AlSi10/11 или g-AlSi7), для более дорогих вариантов – магний или титан.

Литые диски из сплавов с магнием в основе не так популярны из-за невысокой пластичности и подверженности коррозии, однако эти колеса в сравнении с алюминиевыми имеют еще меньший вес (плотность магния составляет 1,7 г/см3, алюминия – 2,7 г/см3) и более высокие прочностные характеристики.

Технологии производства литых дисков

Различают два типа литья: гравитационноеис противодавлением. Первый способ подразумевает заливку алюминиевого сплава в специальную форму при естественном атмосферном давлении. Полученная заготовка имеет равномерную мелкозернистую структуру с оптимальными показателями твердости. Диски, созданные по технологии литья под низким давлением, обладают на 10-15% лучшей прочностью и эластичностью, что положительно влияет на последующую обработку и характеристики колес на выходе.

Метод литья с противодавлением основан на использовании давления газов. Этот способ изготовления повышает плотность состава и, как следствие, улучшает качество дисков и снижает процент брака. Также при таком подходе сокращается время создания заготовки.

Следующий обязательный этап – тестирование. Здесь на специальном оборудовании изделие проверяют на пустоты и микротрещины, и в случае обнаружения недочета отправляют на переплавку. Далее будущий диск обтачивается на фрезерном станке и еще раз проверяется на брак.

На заключительной стадии литые диски полируют или матируют в зависимости от выбранного дизайна. В качестве антикоррозийной защиты используют порошковые краски, и после контрольной проверки изделие готово к продаже.

Кованые диски

Кованые колесные диски из-за сложности изготовления и высоких технических характеристик могут стоить в несколько раз дороже литых. Такие колеса выбирают для тюнинга владельцы элитных авто, чтобы подчеркнуть их премиальность. Благодаря особым технологиям кованый диск на 20-30% легче литого аналога и превосходит его по параметрам прочности и эластичности. Недостаток кованых колес кроется в трудоемкости производства и, как следствие, высокой стоимости.

Материалы, используемые для создания кованых моделей, схожи с теми, которые применяют при изготовлении литых. Чаще это смесь алюминия с легирующими компонентами: магний, медь, кремний и другие. Полученный сплав заливается в цилиндры определенного размера, которые после застывания делятся на отрезки нужной ширины. Эти заготовки проходят несколько сложных этапов закалки и штамповки на прессе, на каждом из которых формируются необходимые физические свойства будущего диска. Под воздействием пресса материал приобретает волокнисто-мелкозернистую структуру, где не остается никаких пустот и пузырьков.

После закалки и штамповки идет этап искусственного «состаривания» для выравнивания структуры металла. Далее из партии кованых дисков рандомно выбирают несколько экземпляров, которые тестируют на скрытые дефекты, и если таковых не выявлено, то вся партия отправляется в токарный цех. Здесь просверливаются крепежные и посадочные отверстия и создается дизайн. 

Титановые диски, будучи разновидностью легкосплавных, изготавливаются методом горячей объемной ковки. Титан – это сверхпрочный материал, который активно используется в авиапромышленности, отличается устойчивостью к высоким нагрузкам, большим температурам и к коррозии. Колеса из сплава с титаном в основе не получили широкого распространения из-за дороговизны и сложности обработки, однако по техническим параметрам они в разы превосходят стальные и алюминиевые изделия и обладают практически неограниченным сроком службы.

Апрель, 2022. Автор статьи: Анна Костина

«Как делают литые алюминиевые диски на заводе ЛМЗ «СКАД» в Красноярском крае. Фоторепортаж» в блоге «Производство»

 © live. staticflickr.com

Мировой рынок литых колесных дисков оценивается в 300 млн штук в год. Свою лепту в этот объем вносят и два крупнейших российских завода из Красноярского края: СКАД (г. Дивногорск), который выпускает около 1,2 млн колес в год, и КиК (г. Красноярск) — 2,5 млн штук. Тема интересная и касается многих, поэтому на один из этих заводов я и напросился в гости. Итак, наш сегодняшний герой ООО «Литейно-механический завод СКАД». Между прочим, среди их клиентов замечены, например, альянс Renault-Nissan, Volkswagen AG, Toyota Motor Corporation и др.

Более 70 фото и видео под катом.

ООО «Литейно-механический завод СКАД» было создано в 2002 году. Первую свою продукцию они выпустили в 2004 году, а с 2006 года начались поставки на автосборочные заводы. В 2008 году компания получила Q1 — статус от Ford Motor Company, т. е. они стали в один ряд с ведущими производителями автокомпонентов в мире. Сейчас их марку SKAD хорошо знают, как в России, так и в СНГ. Кроме, того есть поставки в Германию, Румынию, Индию и т. д. В апреле 2017 года завод вошёл в состав РУСАЛа.

2.

 © live.staticflickr.com

3. Макет завода

999A7404 © live.staticflickr.com

На автомобилях Aurus, также известном под названиями «Кортеж» и ЕМП (Единая модульная платформа), ездить пока не приходилось, зато теперь я знаю, где делают для них колёсные диски. Их как раз и производит наш завод СКАД» в партнёрстве с компанией ООО «КиК». Теперь надо и другие запчасти искать.

4.

999A8186 © live.staticflickr.com

По своим прочностным характеристикам и массе эти колеса находятся посредине между литыми и коваными: они тяжелее кованых, но легче литых; прочнее литых, но уступают по этому параметру кованым. По цене они также дороже, чем литые, но существенно дешевле кованых.

5.

999A8200 © live.staticflickr.com

Объемы производства колес для «гражданской» версии «Ауруса» пока невелики (до 500 колес в год), так как автомобиль ещё не поступил в свободную продажу.

6.

999A8207 © live.staticflickr.com

7. Вот они СКАДовские отличники.

999A7445 © live.staticflickr.com

Алюминий сюда приходит, в основном, с Красноярского алюминиевого завода (КрАЗ), а также с ИркАЗа, в том числе выпускаемый под брендом ALLOW. Оба предприятия входят Группу РУСАЛ.

8.

999A7518 © live.staticflickr.com

9.

IMG_5242 © live.staticflickr.com

Бренд низкоуглеродного алюминия ALLOW был представлен РУСАЛом в 2017 году. Алюминиевая продукция под брендом ALLOW отличается существенно более низким «углеродным следом» — удельным объемом выбросов парниковых газов при производстве металла, чем в среднем по отрасли.

10.

999A7617 © live.staticflickr.com

11.

Кстати, Россия занимает второе место в мире, после Китая, по производству алюминия. По итогам 2018 года наши заводы произвели 3,8 млн тонн алюминия.

IMG_5273 © live.staticflickr.com

Первым делом идём в Плавильно-литейное отделение.

Оно состоит из 2 корпусов, и включает в себя плавильный участок (состоит из 4 печей ИАТ (индукционная плавильная печь) 2,5, одного миксера сопротивления 5 тонн, 2 установок внепечного рафинирования АУВР и FOSECO, а также раздаточных ковшей). В первом корпусе установлены 10 литейных машин — 6 машин GIMA Amatic 800 и 4 — BORLI, 1 рентген-установка BOSELLO и вырубной пресс литника LPM. В другом корпусе находятся 4 литейные машины GIMA Amatic 800, 1 рентген-установка WRU TUNDER и установки для сверления литника.

12.

999A7492 © live.staticflickr.com

13.

999A7704 © live.staticflickr.com

Завод «ЛМЗ «СКАД» — это предприятие полного технологического цикла производства литых алюминиевых дисков — от приготовления жидкого расплава алюминия до готовой продукции, которая сразу идет заказчикам. А ещё они и сами их проектируют и создают пресс формы для дальнейшей отливки колес, поэтому у них шикарное разнообразие и удивительный дизайн. Сами колеса производятся по технологии литья под низким давлением в автоматических литейных машинах с последующей подачей металла в пресс-форму.

14.

999A7583 © live.staticflickr.com

15.

Здесь и плавится наш алюминий. Температура в таких печах достигает 1 000 С.

999A7553 © live.staticflickr.com

16.

Раздаточный ковш. Уже в расплавленный металл потом добавляют легирующие металлы и различные нужные присадки.

IMG_5311 © live.staticflickr.com

Производство литых колес устроено относительно просто: жидкий металл, литейный сплав, подается в пресс-форму, там застывает, затем отливку всячески обрабатывают, покрывают и красят нужным составом и далее готовое колесо отправляется на склад.

17.

999A7680 © live.staticflickr.com

18.

999A7690 © live.staticflickr.com

19. Полученный на этом этапе продукт отправляется в литейные машины.

999A7711 © live.staticflickr.com

20. Литейные машины. Тут есть немецкие емкостью по 800 кг и итальянские — 1 100 кг.

999A7464 © live.staticflickr.com

21. С одной заливки на немецких машинах можно получить от 20 до 50 колес в зависимости от дюйма, на итальянских машинах — до 60 колес.

999A7751 © live.staticflickr.com

22.

IMG_5299 © live.staticflickr.com

23.

999A7793 © live.staticflickr.com

24. Солянка пресс-форм. Кстати, изготовлением пресс-форм и инструмента они обходятся своими силами.

999A7948 © live.staticflickr.com

25.

999A7901 © live.staticflickr.com

Сразу бросается в глаза, что предприятие максимально автоматизировано. Более того, на заводе установлена линия термоупрочения колес, аналогов которой в России пока нет.26.

999A8040 © live.staticflickr.com

27. Вот так в литейной машине при помощи литья под низким давлением появляются новые колеса.

999A7909 © live.staticflickr.com

28. Отливка или по другому заготовка будущего колеса.

IMG_5374 © live.staticflickr.com

29. Литейная машина GIMA Amatic 800 (Германия)

999A7799 © live. staticflickr.com

30.

999A7865 © live.staticflickr.com

31.

999A7886 © live.staticflickr.com

32.

999A8028 © live.staticflickr.com

33. Участок термической обработки колес. Здесь осуществляется термическая обработка колес с целью получения необходимых прочностных свойств.

999A8076 © live.staticflickr.com

34.

Участок механической обработки.

999A8473 © live.staticflickr.com

35. Здесь есть роботизированная автоматическая линия механической обработки литых алюминиевых колес. Один такой робот совершает до 15 операций в минуты и при этом на перекур ему не надо бегать 🙂

.

999A8245 © live.staticflickr.com

36.

999A8241 © live.staticflickr.com

37.

IMG_5730 © live.staticflickr.com

38.

999A8489 © live. staticflickr.com

39.

999A8610 © live.staticflickr.com

40.

IMG_5720 © live.staticflickr.com

41.

999A8514 © live.staticflickr.com

42.

999A8394 © live.staticflickr.com

43.

999A8357 © live.staticflickr.com

44.

999A8547 © live.staticflickr.com

45.

999A8304 © live.staticflickr.com

Все станки завода, включая роботизированный комплекс, связаны единым конвейером, с которого колеса поступают на установки, позволяющие проводить 100-процентный контроль герметичности, проверку баланса колеса.

46.

999A8329 © live.staticflickr.com

47.

999A8584 © live.staticflickr.com

48.

Участок опиловки и шлифовки колес.

999A8361 © live.staticflickr.com

49.

IMG_5604 © live.staticflickr.com

50.

999A8988 © live.staticflickr.com

На опиловке убираются неровные кромки и другие недостатки, а при шлифовке происходит дальнейшая обработка лицевых поверхностей и бортовых закраин перед покраской.

51.

IMG_5698 © live.staticflickr.com

Компания SKAD сертифицирована в соответствии с международными стандартами качества ISO. Их диски прошли независимую экспертизу TUV SUD Automotive GMBH. Также колеса SKAD разрешены для эксплуатации в странах Западной Европы и США.

52.

999A8454 © live.staticflickr.com

53. На заводе работает 640 человек.

999A8654 © live.staticflickr.com

54.

999A8235 © live.staticflickr.com

55. После шлифовки колесо идёт на покрасочную линию.

999A8681 © live.staticflickr.com

56.

999A8713 © live.staticflickr.com

57. «СКАД» производит более 100 моделей автомобильных дисков, до 5 тыс. типоразмеров — от самых доступных, до премиум-класса.

999A8725 © live.staticflickr.com

На всех этапах производства контроль с пристрастием. Так, например, химический состав кремний-алюминиевого сплава проверяется спектрометром. Автоматическая рентгеновская установка выявляет скрытые дефекты в готовых отливках. Из каждой партии колес один образец распиливают и анализируют в лаборатории металлографический шлиф на структуру сплава. Регулярно колеса помещают на стенд для оценки отклонения от заданных геометрических параметров в осевом и радиальном направлении. Например, при допустимом отклонении в 15 микрон колеса показывают результат 4 микрона. Лакокрасочное покрытие колес также регулярно проверяют на стойкость к механическому и химическому воздействию.

58.

999A8853 © live.staticflickr.com

59. Цех окраски

999A8750 © live.staticflickr.com

60.

999A8823 © live.staticflickr.com

Законченный вид колесным дискам придают во время окрашивания на автоматической линии известного производителя Eisenmann (Германия). При этом применяется передовая технология грунтования SAM (Self-assembling molecules, «самоопределяющиеся молекулы»), при которой происходит соединение грунта с поверхностью колеса на молекулярном уровне.

61.

IMG_5743 © live.staticflickr.com

62.

999A8795 © live.staticflickr.com

63.

999A8900 © live.staticflickr.com

64. Производительность линии — 5 500 колес в сутки. Цикл полностью автоматический.

999A8939 © live.staticflickr.com

65.

999A8962 © live.staticflickr.com

66.

999A8838 © live.staticflickr.com

Эта современная немецкая линия окраски на заводе появилась в 2012 году.Тогда «СКАД» стал седьмым заводом в мире и первым в России обладателем такого уникального оборудования со специально разработанным технологическим процессом.

67.

999A8908 © live.staticflickr.com

68. Покраска одного колеса занимает где-то 5 часов.

IMG_5784 © live. staticflickr.com

69. Финишная прямая. После сушки колеса по конвейеру двигаются на участок упаковки, где в очередной раз проверяется каждое колесо.

IMG_5433 © live.staticflickr.com

70. И, наконец, упаковка готовой продукции.

999A8159 © live.staticflickr.com

71.

999A8143 © live.staticflickr.com

72.

999A8149 © live.staticflickr.com

Недавно Роскачество при поддержке Минпромторга провело исследование алюминиевых колесных дисков. Продукция сразу четырех членов Алюминиевой Ассоциации — СКАД, КиК, Азов-ТЭК и Прома (торговые марки Skad, K&K, TechLine и Proma) — успешно прошла испытание на удар. По итогам теста, в ходе которого моделируется повреждение колеса при контакте с препятствием на дороге, эти автомобильные диски признаны отвечающими необходимым требованиям. В то же время колеса ряда других производителей испытаний не выдержали. Так, из 14 китайских брендов, участвовавших в тесте, пройти его смогли лишь 5, изделия остальных 9 оказались некачественными. Главная причина, что нечестные китайские производители, обычно используют недостаточное количество алюминия или некачественный алюминиевый сплав. Компания СКАД, работает в составе Объединённой компании «РУСАЛ», а это крупнейшая в мире компания по производству алюминия. Её заводы и представительства находятся в 19 странах на пяти континентах. Она производит около 6% всего алюминия в мире.

Источник: https://zavodfoto.livejournal.com/6437130.html

Что такое легкосплавные диски? (Типы, плюсы и минусы и многое другое)

Сплав представляет собой металл, образованный металлом с металлическим или неметаллическим элементом. Они были объединены в первую очередь, чтобы противостоять коррозии и стать прочнее, мягче и пластичнее, чем их чистые компоненты. Примерами сплавов являются латунь, состоящая из меди и цинка, и сталь, состоящая из железа и примерно 2% углерода.

Итак, что такое легкосплавные диски? Легкосплавные диски — это диски из алюминия или магния. По сравнению со стальными колесами они легче, стильнее и надежнее в отношении отвода тепла и работы автомобиля. Однако легкосплавные диски менее долговечны и дороги в замене.

Содержание

• Все, что вам нужно знать о легкосплавных дисках
• Являются ли легкосплавные диски алюминиевыми?
• Типы легкосплавных дисков
• Преимущества использования легкосплавных дисков
• Недостатки использования легкосплавных дисков
• Заключение

Все, что вам нужно знать о легкосплавных дисках дней производства колес до 1960-х годов магний был предпочтительным выбором для автомобилей, предназначенных для гонок, из-за его низкой плотности 1,8.

Магний — это легкий металл для гонщиков и инженеров. Легкие автомобили обещают скоростную езду. Однако у магния были недостатки, такие как растрескивание и коррозия.

Колеса из магниевого сплава отошли на второй план в 1960-1970-х годах, поскольку были введены легкосплавные диски из алюминия. Их еще называют легкосплавными дисками. Этот металл стал широко использоваться в автоспорте, потому что он более прочен, чем магний.

В настоящее время, несмотря на то, как выглядят легкосплавные диски, термин «магнитные колеса» используется для обозначения большинства современных материалов, изготовленных методом литья под давлением.

Легкосплавные диски из алюминия?

Алюминиевые диски иногда называют «литыми дисками», но они изготовлены из никеля и алюминия. Большинство алюминиевых колес сегодня изготавливаются из литого расплавленного алюминия. Следовательно, они известны как литые алюминиевые сплавы. С другой стороны, кованые алюминиевые сплавы прочнее, но легче, чем легкосплавные диски.

Типы легкосплавных дисков

Легкосплавные диски различаются по характеристикам и стоимости из-за следующих методов изготовления.

1. Ковка

Этот метод основан на одно- или многоэтапных процессах нагрева и ковки многочисленных магниевых сплавов. В результате он имеет более высокую прочность и пластичность, чем алюминиевые колеса.

2. Литье под низким давлением

Для литья под давлением используется тигель (керамический или форма, выдерживающая высокие температуры). Он заполнен расплавленным магнием, но герметизирован сжатым воздухом или защитной газовой смесью.

Когда на тигель помещается стальной штамп, сжатый воздух или смесь защитного газа вынуждают расплавленный магний подниматься к заливной трубке, пока он не достигнет штампа.

Сплав, полученный этим методом, имеет лучшую пластичность, чем сплавы магния или алюминия.

3. Литье под высоким давлением

В этом методе расплавленный магний заливают в наполнительную трубу, называемую дробеструйной втулкой. Затем прикладывается высокое давление, чтобы привести в действие поршень, чтобы протолкнуть металл в пресс-форму, которая была размещена наверху большой машины. Когда магний затвердевает, матрица открывается, и изготавливается новое магниевое колесо.

Литые под высоким давлением колеса менее пластичны и обладают меньшей прочностью. Тем не менее, они более устойчивы к коррозии и дешевле в производстве.

4. Гравитационное литье

Этот метод относится к заливке расплавленного металла из тигля в форму без использования газов под давлением, вакуума или центробежной силы. Что касается алюминия, то его можно залить в форму. Затем механическая обработка придает изделию из сплава желаемую отделку.

Этот метод появился в 1920-х годах, и ему отдали предпочтение, поскольку стоимость инструментов является наиболее доступной. Кроме того, он обеспечивает желаемую пластичность, гибкость конструкции и короткое время разработки, достаточные для мелкосерийного производства.

5. Сборка

Этот метод используется для изготовления цельных, двухкомпонентных и трехкомпонентных кованых колес.

В целом, литые колеса тяжелее, потому что форма была подготовлена ​​для сохранения прочности, в то время как кованые колеса прочнее, легче и дороже литых из-за сложного процесса их изготовления.

Преимущества использования легкосплавных дисков

1. Надежные характеристики автомобиля

Легкосплавные диски легче контролировать, чем стальные, потому что они легче. Кроме того, поскольку это снижает общий вес транспортного средства, можно более устойчиво маневрировать автомобилем.

Меньший вес означает:

• Меньшая нагрузка на подвеску автомобиля, что приводит к лучшему ускорению, управлению и торможению
• Меньший расход топлива
• Увеличенный срок службы шин и меньше обслуживания автомобиля
• Комфортная езда

Другими словами, уменьшенный вес автомобиля с легкосплавными дисками по сравнению с его традиционными аналогами позволяет быстрее и удобнее останавливать и запускать автомобиль с меньшими затратами энергии. Он также потребляет меньше топлива для изменения скорости или торможения на дороге.

2. Лучшая теплопроводность и рассеивание

Езда с нагретыми шинами небезопасна, поэтому наличие легкосплавных дисков означает, что они могут проводить и эффективно рассеивать тепло на критически важных частях автомобиля, таких как тормоза. Эта функция обеспечивает безопасность автомобиля, поскольку предотвращает перегрев и чрезмерное использование тормозов.

3. Эстетический стиль

Легкосплавные диски более стильные, потому что они более пластичные. Таким образом, ожидайте большего выбора, когда речь идет о конструкции и размерах спиц, начиная от 14-дюймовых колес и заканчивая 28-дюймовыми колесами.

Автопроизводители разрешают изготавливать нестандартные легкосплавные диски, чтобы вы могли повысить уровень контроля над своим автомобилем.

С другой стороны, обычный размер обода стальных колес составляет 16 дюймов. Их нельзя устанавливать на автомобили, предназначенные для легкосплавных дисков.

Легкосплавные диски, отлитые под давлением, могут иметь различную эстетическую отделку благодаря подготовке пресс-формы. Однако, в отличие от стальных колес, которые были изготовлены с помощью сварки, он не может производить множество привлекательных спиц.

Таким образом, если вы хотите, чтобы ваш автомобиль отличался от остальных, легкосплавные диски могут обеспечить желаемую визуальную привлекательность.

Недостатки использования легкосплавных дисков

1. Менее прочный

Легкосплавные диски не так прочны, как стальные, при использовании на пересеченной местности. Они больше подвержены вмятинам и трещинам после длительного использования. Вы даже можете найти бордюрную сыпь на колесах, особенно когда вы едете в плохих или сложных дорожных условиях.

С другой стороны, сталь податлива, поэтому возможен ремонт стальных колес путем забивания вмятин молотком.

2. Цена

Поскольку легкосплавные диски не подлежат ремонту, покупка новых легкосплавных дисков может обойтись дорого. Например, диски из алюминиевого сплава стоят от 110 до 130 долларов.

Алюминиевые сплавы, отлитые под давлением, дороги в производстве, поскольку их необходимо смешивать с другими металлами, такими как медь, магний и никель.

Снижает стоимость покрытия, когда алюминий смешивается с 8 % меди. Когда он смешивается с магнием, он улучшает свою прочность на растяжение с 21 000 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм) до 32 000 фунтов на квадратный дюйм. Добавление цинка к алюминию может повысить жесткость и улучшить чистоту поверхности.

Напротив, стальные колеса легко производить, поскольку их стоимость производства примерно на 70-80% меньше, чем у легкосплавных дисков. В зависимости от размера стального обода самая дешевая цена — 30 долларов.

Заключение

Поначалу непонятно, из чего сделаны легкосплавные диски. Хорошо бы рассказать о его небольшой предыстории и сравнить его особенности, плюсы и минусы со стальными колесами.

Интересно, что легкосплавные диски оказались более выгодными из-за их легкости и эстетических преимуществ. Если вы критически относитесь к характеристикам автомобиля и расходу топлива, легкосплавные диски обещают лучшую управляемость. К сожалению, его основными недостатками являются долговечность и высокая стоимость обслуживания.

Если у вас есть другие вопросы о стальных колесах, поделитесь своими мыслями.

Как изготавливаются легкосплавные диски?

• 7 сентября 2017 г.
• Колеса

Правильный набор легкосплавных дисков может сделать автомобиль действительно индивидуальным и кардинально изменить его внешний вид. С таким большим количеством вариантов на рынке трудно выбрать, какие колеса вы хотели бы поставить на свою гордость и радость.

0.$SITE_ROOT.$desktop_siteRoot.$PAGES_CONTAINER.$centeredContent.$inlineContent.$SITE_PAGES.$c1eke_DESKTOP.$inlineContent.$ppPrt7-dow.$inlineContent.0.$child.$0.$inlineContent.$1.$5.$0.$richTextContainer.c»> Если сравнивать легкосплавные диски со стальными, то наличие легкосплавных дисков на вашем автомобиле дает много преимуществ.

• e.0.0″> Легкосплавные диски в несколько раз легче стальных колес;

• Уменьшение веса повышает эффективность использования топлива, управляемость, ускорение и торможение;

• Легкосплавные диски

  $SITE_PAGES.$c1eke_DESKTOP.$inlineContent.$ppPrt7-dow.$inlineContent.0.$child.$0.$inlineContent.$1.$5.$0.$richTextContainer.e.1.0″> намного долговечнее.

 

Алюминиевый сплав состоит на 97 % из высококачественного алюминия и на 3 % из других металлов, таких как титан и магний.

Алюминиевые слитки нагревают в печи в течение ок. 25 минут при 720 градусах Цельсия. Затем расплавленный алюминий заливают в смеситель, где алюминий обрабатывается.

В смеситель вводят газообразный аргон для удаления водорода. Это увеличивает плотность металла. В смеситель добавляют порошки титана, магния и других металлов.

Высокопрочные формы отливаются с каждой конструкцией, и жидкий металл заливается под давлением снизу формы вверх, чтобы обеспечить качество заливки. Это снижает риск образования пузырьков воздуха.

 На протяжении всего процесса температура легкосплавного диска тщательно контролируется, так как это определяет качество готового продукта. Дефекты могут быть обнаружены на ранней стадии процесса с помощью процессов контроля нагрева.

Требуется прибл. 10 минут, чтобы металл стал твердым. Как только легкосплавный диск снимается с отливки, температура снова снижается в теплой воде. Затем легкосплавный диск подвергается термообработке в течение нескольких часов. Нагрев и охлаждение легкосплавного диска укрепляет его, чтобы он мог работать с максимальной эффективностью.

Машины и человек завершают изделие резкой и полировкой необработанных краев отливки, благодаря чему легкосплавный диск выглядит ближе к тому, что мы привыкли видеть на дороге каждый день. Легкосплавные диски могут быть окрашены в любой цвет или иметь машинную отделку, когда они выглядят как голый металл. В качестве завершающего этапа наносится верхний защитный слой для защиты краски.

Прочтите наш пост о том, как сохранить свежий вид ваших колес, нажав здесь.

 

Процесс производства колес из алюминиевого сплава, материалы и конструкция.

Материалы и технические ресурсы

• В этой статье кратко рассматриваются основные области, касающиеся процесса производства колес из алюминиевого сплава
• Узнайте о соображениях по выбору материала для колес из алюминиевого сплава и вариантах процесса литья, а также о методах вторичной обработки
• Узнайте о самых популярных компонентах состава легкосплавных дисков, некоторые из которых могут вас удивить

Процесс производства колес из алюминиевого сплава сильно развился с 1970-х годов. Из-за сложной конструкции колес литье стало доминирующим производственным процессом. Материалы для легкосплавных колес также претерпели изменения: сплавы автомобильных колес теперь содержат от 7 до 12% кремния и различное содержание магния в дополнение к алюминию, чтобы удовлетворить требования к литейным свойствам, коррозионной стойкости и усталостной прочности.

История алюминиевых автомобильных колес

Первые легкосплавные алюминиевые автомобильные диски использовались в гоночных автомобилях Daimler-Benz и Auto-Union в 1930 с. В 1960-х годах компания Porsche начала серийное производство колесных дисков, состоящих из обода и ступицы. Первое крупносерийное производство колесных дисков в Европе началось в 1979 году для автомобилей Daimler-Benz, предназначенных для США.

Благодаря дальнейшему совершенствованию процесса производства колесных дисков и ступиц производственные затраты были значительно снижены, поэтому с 1995 года для BMW 5 серии в больших количествах производится колесо из алюминиевого листа

Использование алюминиевых колес на легковых автомобилях начался с моделей высшего класса или флагманов, чтобы придать им индивидуальный характер.

В то время они в основном отливались, а в 1970-х годах их начали устанавливать на заводе для серийных автомобилей.

Колеса в настоящее время составляют около 15% среднего содержания алюминия в легковых автомобилях и легких грузовиках, и если основной мотивацией был дизайн с использованием в основном литых решений, требования по снижению веса привели к разработке более технических литых, но также кованых и сфабрикованные решения.

Однако эти компоненты выполняют важные функции безопасности и должны соответствовать высоким стандартам проектирования, проектирования и изготовления

Соображения по выбору конструкции/материала колесо для достижения по крайней мере того же поведения автомобиля, что и при использовании эквивалентного стального колеса. Однако жесткость материала (модуль Юнга) очень мала в зависимости от сплава и отпуска.

Статическое поведение

Предел текучести учитывается для предотвращения деформации при максимальных осевых усилиях (ускорения и торможения) и радиальных усилиях (плюс поворот). Случаи неправильного использования рассматриваются в отношении прочности на растяжение. Для проверки этого поведения также проводятся испытания на текучесть под давлением.

Усталостная характеристика

Это самый важный параметр для определения размеров. Программное обеспечение конечных элементов систематически используется во время проектирования. Рассмотрены эксплуатационные напряжения, в том числе многоосные напряжения последних лет. Для проверки этих расчетов используются испытания на вращательный изгиб и прокатку обода.

Ударопрочность

В основном, но не только, связан с кривыми напряжения/деформации при больших перемещениях. Сейчас начинают моделировать ударопрочность. Однако испытания на удар систематически проверяют устойчивость к случайным столкновениям, таким как удары о тротуары.

Охлаждение

Независимо от типа колеса (литое, кованое, полосовое, смешанное ковано-литое и т. д.), алюминий рассеивает тепло быстрее, чем сталь. Кроме того, алюминиевые колеса действуют как очень эффективный теплоотвод. Это приводит к значительному повышению эффективности торможения и снижению риска перегрева шин.

Стиль – снижение веса

Ключевым приоритетом является снижение веса неподрессоренных масс автомобилей. Компромисс должен быть принят, если требования к стилю диктуют различные технологии производства.

Габаритные размеры

Идеальный баланс массы является ключевым параметром для предотвращения значительных вибраций. В результате обрабатываются литые и кованые колеса. Легкость также снижает вибрацию колес из алюминиевого листа

Коррозия

Литые и кованые колеса окрашены или покрыты лаком после химической обработки. Полосатые колеса шлифуются и покрываются лаком или также окрашиваются.

Производство

В процессе производства колес доминирует алюминий даже на непокрытом железно-алюминиевом диске или ступице. Проникновение алюминия в колеса в 2000 году для европейских автомобилей составляло от 30 до 35%, по сравнению с более чем 50% в США и Японии. Это составляет более 14% от среднего содержания алюминия в транспортном средстве и, как ожидается, будет быстро увеличиваться (ожидается 45% в 2005 г. и 70% в 2010 г.). В США передел алюминия в колесах был в 19 году99:

82 % литые, 11 % кованые (включая все автомобили), 4 % листовые и 3 % пластинчатые.

В Европе доля литья несколько выше (более 85%) из-за меньшего количества кованых дисков для грузовых автомобилей (в том числе легких). Однако многие разработки направлены на снижение веса существующих алюминиевых колес без полного ущерба для стиля. С этой целью действительно привлекательным компромиссом могли бы стать литые центральные диски (или кованые в случае конкуренции), собранные (в основном с помощью сварки) с экструдированными или ламинированными ободами

Процессы литья

Среди алюминиевых колес литые составляют более 80% в Европе, 85% в США для легковых автомобилей и легких грузовиков и 93% в Японии.

Их основные преимущества по сравнению со стальными или другими алюминиевыми колесами:

1. Высокая универсальность
2. Вес (равный или меньше, чем у стали без стилизации)
3. Точность размеров (распределение массы)
4. Способность к переработке
5. Статика и динамическое поведение

Основными процессами литья колес являются:

• Литье под низким давлением (в основном)
• Литье под давлением в постоянные формы (реже используется)
• Процесс литья под давлением
• частично используется

  Редко используются следующие процессы:

  • Литье под давлением с противодавлением
  • Литье-ковка (Cobapress)
  • Тиксолитье

  Обработка после литья

  После литья колеса проходят (a) 100% рентгеновский контроль и затем, в конечном итоге, термообработку перед механической обработкой. За этим этапом следует испытание на герметичность перед сверлением клапанов и отверстий под гайки.

  После косметического осмотра колеса затем (b) окрашиваются или покрываются лаком , эта операция включает предварительную обработку (обезжиривание, фосфатирование и/или хромирование…). Контроль размеров 3D (c) , динамическая проверка баланса, (d) изгиб и усталость обода ролика , а также (e) ударные испытания выполняются статистически.

  Ковка

  Кованые алюминиевые колеса представляют собой цельные колеса, изготовленные из цельного куска металла путем горячей ковки, горячего или холодного прядения и механической обработки. Процесс ковки обеспечивает гибкость конструкции стилизованного диска, аналогичного литым колесам.

  В качестве стандартных сплавов используются термообрабатываемые деформируемые сплавы:

  • EN AW-AlSi1MgMn (6082) в Европе
  • AA-6061(AlSiMgCu) в США

  Производственный процесс обеспечивает максимальное пространство тормозного суппорта в сочетании с жесткими размерными допусками, малым весом и высокой прочностью и ударной вязкостью.

  Ковка выравнивает зернистую структуру вдоль направления течения материала, что позволяет максимально использовать свойства прочности и вязкости сплава. В результате кованые диски более устойчивы к повреждениям при неправильном использовании.

  В отношении отливок кованые материалы демонстрируют явно более высокая усталостная прочность благодаря отсутствию пор и тонкой однородной микроструктуре. В то время как литые колеса работают в соответствии с теми же характеристиками нагрузки и выносливости, что и кованые колеса, последние более устойчивы к перегрузкам, которые могут возникнуть в спортивных автомобилях.

  Кроме того, плотная кованая микроструктура позволяет выполнять алмазную обработку до зеркального блеска и полировать декоративные поверхности ступиц.

  Традиционная концепция ковки колес включала несколько операций ковки, черновую обработку, расщепление, токарную обработку, термообработку, окончательную обработку и многочисленные дополнительные этапы чистовой обработки, в зависимости от требований конструкции. В результате стиль доминирует над весом, а затраты значительны. С другой стороны, если главными целями являются малый вес и низкая стоимость, тогда технологии изготовления должны диктовать ограничения стиля. Строго следуя этим рассуждениям, была разработана производственная концепция «Light Forged Wheel» (Otto-Fuchs Metallwerke), и эти колеса используются Audi, BMW, DaimlerChrysler, Jaguar и Volkswagen. С 19 года было выпущено несколько миллионов таких колес.95, со следующими этапами:

  • 1-этапная ковка, чеканка, прошивка
  • токарная обработка (горячее формование)
  • термообработка на твердый раствор и старение
  • механическая обработка, сверление, снятие заусенцев (опционально алмазное точение)
  • травление и покраска .

  Процесс изготовления листового металла из двух частей

  • Полоса листового металла, отрезанная до требуемой длины, превращается в круг, концы которого свариваются встык с помощью аппарата для сварки давлением. После удаления сварочного грата обод формуют серией прокатных операций.
  • Ступица колеса формуется в несколько этапов на трансферном прессе методом глубокой вытяжки или штампуется на кузнечном станке.
  • Соединение обода со ступицей выполняется с помощью импульсной сварки MIG. После соединения колеса проходят поверхностную обработку, т.е. предварительную обработку для получения конверсионного покрытия с последующим электроосаждением.

  Материалы

  Используемые сплавы должны соответствовать ряду иногда противоречивых требований:

  • Хорошие литейные свойства (литейность, склонность к горячему разрыву и характеристики усадки)
  • Способность выдерживать физические воздействия (удлинение и ударная вязкость)
  • Коррозионная стойкость (нормальная и соленая атмосфера)
  • Сопротивление усталости

  Эти требования привели к широкому использованию доэвтектических первичных сплавов Al-Si с содержанием кремния от 7 до 12%, различным содержанием магния (компромисс прочности и удлинения), низким содержанием железа и незначительными концентрациями примесей.

  В US и Japan исключительно используется термообработанный сплав T6 AlSi7Mg0.3 .

  В Европа доля термообработанных колес увеличивается, но все еще далека от 100%; для них предпочтителен тот же основной сплав AlSi7Mg0,3.

  Нетермообработанные колеса отливают либо из AlSi7Mg0.3 , в основном из Франция , либо из AlSi11Mg , содержащего меньше магния, в основном в Германии и Италии; этот сплав менее благоприятен по пределу выносливости, но обладает лучшей литейностью и другими характеристиками усадки. Однако он не подходит для термической обработки колес.

  Статические и усталостные характеристики были измерены на репрезентативных образцах для испытаний с постоянной пресс-формой (P.M.) для первичного сплава AlSi7Mg в состоянии T6 и с различным содержанием Mg. В каждом случае модификатором был Na. Результаты ясно показывают, что сплав AlSi7Mg0,3 предлагает наилучший компромисс между усталостной прочностью и удлинением. Такие же исследования проводились с разным содержанием кремния. Они ясно продемонстрировали, что увеличение содержания Si также отрицательно влияет на пластичность, особенно при низких скоростях затвердевания (толстые втулки). Тем не менее, сплавы с 9-11% Si по-прежнему приемлемо, если требуется лучшая литейная способность.

  Увеличение содержания магния явно не улучшает усталостную прочность, но значительно снижает удлинение.
  (вверху): Пределы усталости от вращающихся изгибающих постоянных форм (P.M.) были измерены для Na-модифицированного, термообработанного AlSi7Mg0.3. Микрографика и результаты на образцах найдены макс. размер пор должен быть параметром, наиболее тесно коррелирующим с усталостью.

  Влияние содержания Mg на прочность:
  
  Прочность на растяжение и предел текучести изменяются параллельно с увеличением содержания магния в диапазоне от 0 до 0,3%.

  Влияние содержания Mg на пластичность:
  
  Удлинение обратно пропорционально пределу прочности на растяжение и пределу текучести, что ясно доказывает превосходство модификации Sb.